遗传学检测与妊娠选择

胎儿畸形、反复胎停育和流产等要关注染色体和基因异常,根据具体情况选择适宜的检查项目以明确可能的致病因素,提高自然妊娠,改善生育。

染色体核型分析
经显带技术处理后,染色体沿纵轴上显示出一定数量着色程度不同、宽窄不等的明暗相间的带纹。每条染色体都有独特而恒定的带纹,通过与标准带形图对比识别分析染色体形态和结构,其中以G显带核型分析最为经典,选取条带水平在400~550G的中期分裂相,观察染色体的数目和结构异常,可发现5~10Mb或以上的重复、缺失、易位、倒位或嵌合等。
反复流产和胎停育、非整倍体、性别不确定或性腺发育不良、女性身材矮小或闭经和男性不育(精子浓度<5*106/L)等选择染色体核型检测。染色体核型检测临床最为常用,较为简单,便于临床识别。近年来测序快速发展,测序深度有深有浅,测序结果千差万别,需要临床仔细甄别。

基因测序
一、染色体微阵列分析(Chromosomal Microarray Analysis,CMA)
CMA是高分辨率的全基因组筛查技术,又称基因芯片,主要是检测染色体是否存在非整倍体、CNVs、杂合性缺失、单亲二倍体、整三倍体及多倍体等。可检测50~100kb的重复或缺失,常用于绒毛、羊水、脐血或胎儿组织样本的遗传学检查,但无法检测出单个基因的点突变。

1.微阵列比较基因组杂交技术(array-based Comparative Genomic Hybridization, aCGH)
aCGH检测整个基因组DNA的拷贝数变异(CNV),可以检测染色体非整倍体、微缺失、微重复和不平衡易位等。aCGH用于有染色体疾病家族史的夫妇、反复死胎流产的病因检测、不孕不育不明的夫妇、产前遗传学诊断、不明原因畸形或发育迟缓等。
aCGH分辨率和灵敏性高、全基因组覆盖、不需要细胞培养、结果更准确、更有效的检出嵌合体,可检测核型分析无法获得的全基因组显微结构异常,并解决FISH无法全基因组检测的问题,缺点是不能发现平衡易位。

2.微阵列单核苷酸多态性分析技术(array Single Nucleotide Polymorphism,aSNP)
SNP是单个核酸位点的变化,是基因组最常见的变异,SNP微阵列检测大量的细微DNA改变、CNVs、染色体结构重排等,同时对所有的23对染色体都进行分析,也能够用于确定单个基因的突变。SNP优势是覆盖CNVs和杂合性缺失(LOH)。aSNP能够检测出大多数的单亲二倍体(UPD)和三倍体,还可以应用在PGT-M的诊断中。

二、荧光原位杂交技术(FISH)
FISH是快速检测染色体异常的分子细胞遗传学方法,通过带有荧光编辑的特异性DNA序列与被检者DNA进行杂交,可以检测荧光信号的存在、缺失、拷贝数变异等,精确度较高、检测快、可重复性强、空间定位准、不需细胞培养,容易发现嵌合体,但FISH只能检测特定已知位点,不能覆盖全基因组。
FISH分辨率100kb-1Mb,用以确认已明确的综合征,如Williams’综合征、46、XX男性性逆转综合征、乳腺癌、宫颈癌、非小细胞肺癌、前列腺癌等的基因检测。

三、多重酶连依赖探针扩增(MLPA)技术
MLPA是一种多重PCR的技术,同时探查45种基因组DNA位点的CNVs,用于检测50bp以上的缺失或重复,但须有已知的不变序列,不能确定突变的确切位点,如果缺失或重复出现在两个探针之间,则无法被发现。通过产前绒毛、羊水、脐带血、外周血、组织样本在内的多种类型样本进行检测分析以确定微缺失/微重复综合征病人先证者家系验证或胎儿检测。
人类基因是二倍体,样本有两个拷贝比例为1.0,即样本探针获得的基因数量与参考样本相同,如果比值为0.5,则该基因在个体单拷贝,意味着目标基因杂合缺失,如比率是1.5,存在目标基因三体。

四、第二代测序技术(NGS),又叫高通量测序法或深度测序法。
NGS又称深度测序,测序深度是测序得到的碱基总量与基因组大小的比值,测序深度与基因组覆盖度之间是一个正相关的关系,测序的假阳性结果会随着测序深度的提升而下降。
1.拷贝数变异测序或CNV测序(Copy Number Variation Sequencing, CNV-seq)
CNV-seq采用NGS技术对样本DNA进行低深度全基因组测序。CNV-seq应用于外周血、流产物与胎儿组织以及产前诊断样本分析,适用人群包括高龄、产前筛查高风险、超声异常等。低深度全基因组拷贝数变异测序技术,分辨率100kb,不需要细胞培养,对于嵌合比例在15~30%更为准确,缺点是无法检测单亲二倍体、杂合性缺失、全三倍体或多倍体等。

2.全基因组测序(Whole Genome Sequencing, WGS)
WGS是对未知基因组序列的物种进行个体的基因组测序。WGS主要分为从头测序(de novo sequencing)和重测序(re-sequencing),从头测序不需要任何参考基因组信息即可对某个物种的基因组进行测序,重测序是对有参考基因组物种的不同个体进行的基因组测序,并在此基础上对个体或群体进行差异性分析,发现单核苷酸多态性位点(SNPs)、拷贝数变异(CNV)、插入/缺失(Indel)等变异类型。
WGS最适合应用捕获测序检测的基因变异形式是点突变和小的插入缺失,临床应用于目标系统遗传性疾病诊断,优点是检测通量高,针对性明显(目标区域单个位点),缺点是做不到100%覆盖,且成本高。

3.全基因组外显子测序(Whole Genome Exome Sequencing, WES)
WES可检测所有基因的蛋白质编码区域的变异,外显子组仅占基因组的1%左右,但却包含了绝大部分的已知致病突变,将外显子区域分离出来后单独进行测序,后续的分析就能降低99%的工作量,极大的加快了分析的速度。
WES可检测出50bp的片段缺失,寻找孟德尔遗传罕见病基因,可以找到大量的单核苷酸多态性位点(SNP),插入缺失位点(InDel)。全外显子组测序从而被认为是一种高效的识别可能致病的突变的方法。

4.靶向重测序(Targeted Resequencing)
靶向重测序将一组基因或基因组区域分离出来并对其进行测序,测序成本低且测序深度深,尤其适用于检测少量基因。在遗传突变、肿瘤筛查等领域,靶向区域测序所能达到的灵敏度也是全基因组测序完全无法实现的,测序深度的提高意味着更高的灵敏度(能够检测低频率的变异),其检测极限低至0.1%。

不考虑测序成本或全面检测各类基因组变异,特别是结构变异,WGS无疑是最好的选择。预算有限选择WES,但是WES不大适合用于鉴定结构变异,少量基因可以直接选择靶向测序,测序成本低且测序深度深。

温馨提示:精子异常、反复流产或胎停育男性因素、染色体异常及基因异常,需行遗传学咨询,祝您好孕,每周四上午天津市津南医院泌尿男科就诊!
作者介绍

刘贵中
天津大学津南医院泌尿外科,副主任医师,医学博士。
中国性学会性医学分会委员,中国性学会妇幼保健男科分会委员,天津市性科学协会男科分会常务委员,天津市中西医结合学会生殖与性医学专业委员会委员,天津市医学会男科学分会委员。
编辑:舒心
审核:王欣
终审:郭涛
